一.人类对生物微量元素的认识1 有一个漫长而又逐步加快的过程。

铁是最早发现的人体必需生物微量元素，150年前发现了碘，其后以十年左右发现两个必需生物微量元素的速度前进，至七、八十年代，人们开始进一步重视生物微量元素，同时对生物微量元素在生命过程中的意义、生理功能，代谢过程、缺乏时的表现及防治、过量时的中毒及防治等，有了更详细的了解，到目前为止，已知人体必需生物微量元素有14种，它们是：铁、锌、铜、碘、锰、硒、氟、钼、钴、铬、镍、钒、钖、硅。

随着科学研究的进展，有生物功能的人体微量元素的数目还将增加，而不仅限于目前已知的数目。

2生物无机化学为基础，从微量元素的概念入手，系统讲授常见必需微量元素的生物学功能、吸收、人体需要量、缺乏和过多引起的疾病与防治，有害元素的分布、接触途径、毒性和毒性机制、预防和治疗等。

并以专题形式就“微量元素与肿瘤”、“微量元素与抗衰老”、“微量元素与膳食”、“微量元素与化妆品”等热门话题或研究热点进行详细的讲解。

要求学生能够系统掌握微量元素的概念、功能、缺乏和过多引起的疾病以及防治、有害元素的危害及与某些疾病的关系，了解微量元素研究的一些最新动态以及与肿瘤、衰老等的可能关系，建立正确的膳食观、养生观和环保意识，对化妆品中微量元素的作用有一定了解。

微量元素的定义•宇宙万物都是由物质构成的，构成物质的基本单元是百余种化学元素。

人体也是如此，据科学研究，现已证实人体是由蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素、水和矿物质（无机盐）。

这些化学元素或物质，在人体内现已发现有60多种，如按化学元素的重量百分比计算，氧约占65％、碳约占18％、氢约占10％、氮约占3％，以上４种元素约占人体重量的96％；其余７种元素：钙约占1.94％、磷约占1.15％、钾约占0.34％、硫约占0.23％、钠约占0.13％、氯约占0.12％、镁约占0.04％，这７种加起来，约占人体重量的3.95％，以上两组合计11种，占人体总重量的99.95％，称为人体必需常(宏)量元素;另外还有14种元素，在人体内只占百万分之一(ppm)～万万分之一(ppb)，铁、锌、铜、碘、钴、硒、氟、钼、锡、铬、镍、钒、锰、硅。

这十几种元素加在一起，仅占人体重量的0.05％，称之为生物微量元素(biological trace elements )。

凡含量占人体重量0.01％以下，即万分之一以下的元素，统称为与人体有关的生物微(痕)量元素。

这些微量元素与人的健康、疾病、长寿、智力、美容等相关。

目前对人体必需生物微量元素公认的定义是：1.它是维持人体生命、发育、繁殖所必需的元素。

2.它是成人的日摄取量在100毫克以下的元素。

二.生物微量元素的功能及对人体的关系人体是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、水、无机盐、生物微量元素、维生素等物质组成的有生命和思维活动的人，这些化学物质或元素，在人体内均占有一定的比例，人体必需的常量元素，主要用于构成人体的机体和起电解质作用，而生物微量元素则是人类生存不可缺少的营养成份，在人体内成为某些激素、核酸、维生素等的活性中心，维持着生命的代谢过程，如缺乏某种生物微量元素，就会引起生理功能及结构异常，发生种种病变及疾病，通常虽不直接危及生命，但为生命活动所必需，故又称为必需微量元素，适量时对身体有益，但过量时就会有害。

生物微量元素对人体的生理功能1.促进催化作用──生物微量元素能活化人体内上千种的，其中大多数是金属和金属离子。

微量金属元素能极大地提高催化作用，如失去金属的活力将极度下降，甚至丧失。

2.参与激素的分泌活动──生物微量元素能参与甲状腺、肾状腺等分泌激素的活动，如果缺少某些生物微量元素则将影响这些激素的合成，从而影响对人体某些生理功能的调节。

3.是遗传物质核酸的构成部份──核酸是遗传信息的携带者，而核酸中含有多种生物微量元素，所以生物微量元素能在遗传中起到某些作用。

4.参与新陈代谢──生物微量元素参与了人体内氧化还原系统的活动，使细胞中储存的物质产生能量，并利用这种能量，起到新陈代谢的作用，大多数生物微量元素的含量随年龄增长而减少，这说明与衰老有着直接的关系。

5.生物微量元素是人机体内氧的输送者。

三.人体微量元素在体内分布一般在所有器官中均可检出，但非均匀分布，有些器脏组织含有某种生物微量元素，相对比较集中，如：铁──血液、肝、脾、骨铜──肌肉、肝、脑、骨骼锌──视网膜、胰岛组织、前列腺碘──甲状腺、肾上腺、肌肉硒──肝、胰、心、肾氟──头发、齿、指甲、骨锰──骨骼肌、肝、胰、脑钼──肝、肾钴──肝、肾、肌肉铬──心、肝、肺等机体微量元素的分布不均，表明机体某部位结构与生物微量元素的特异性功能密切相关，在某些病理情况下，就可帮助检测人体的组织状况，或临床诊断疾病。

人体必需微量元素在体内的作用，有着定量的生理剂量范围，在摄入不足而出现缺乏症状，与摄入过多而出现中毒反应的剂量之间，呈现出一段最适宜的安全摄取量，不同的元素有不同的适宜量范围，如饮水中碘的含量与甲状腺肿患病率的关系中，缺碘与碘过多，均可引起地方性甲状腺肿；而且，机体微量元素对人体的适宜剂量与中毒剂量的界限，大都很小，所以，对摄入量的研究，是当今国际上各国重点研究的对象。

机体微量元素之间，彼此既有协同作用又相互拮抗（抑制），而处于精密的平衡状态。

这是由于电子结构和化学物理特性的差异，元素之间彼此起着生物干扰作用，拮抗作用的元素：铁─锰；铁─铜；铜─锌；铜─钼；硒─汞；协同作用的元素：铜─汞；硒─钴；砷─铅。

四.人的机体内某种元素的缺乏或过多的原因一般有两种情况：一.是直接来自本身的原因二.是其它元素干扰了其功能的间接反应，如元素之间的拮抗作用，可增强元素的毒性作用，所以，研究人体内机体微量元素之间的相互关系和适宜比例，与研究某单一元素的作用，是同等重要的。

随着生命科学的发展，微量分析技术的提高和生物医学成果的累积，人们逐渐认识到，生物微量元素对人类的生、老、病、死及遗传代谢，有着重要的，甚至是决定性的作用。

由于生物微量元素不像某些维生素能在人体内自行合成，而是主要来自食物、饮水、空气和药物等，所以有人说，在人体所需的营养中，生物微量元素比维生素更为重要。

铁的功能1.是构成血红蛋白、肌红蛋白的必要成分；2.是许多酶的活性部分；酶：一种有机的胶状物质，由蛋白质组成，对于生物化学变化、促进可逆反应(如水解和氧化)方面起着重要的催化作用。

缺铁原因（1）铁的摄人不足，因而体内铁贮备量不足。

（2）妇女儿童对铁的需要量增加而未能及时补充。

（3）机体吸收不良或慢性失血等。

应针对病因以及不同人群的特点，积极采取相应的防治措施。

（4）食物中另有一些成分可妨碍铁的吸收，如咖啡、茶中所含的鞣酸在肠内与铁形成难溶性的复合物，以致妨碍铁剂的吸收（5）碳酸氢钠、氢氧化铝、三硅酸镁、碳酸钙等抗酸药，以及它们的复方制剂如胃舒平等均为碱性，不宜与铁剂同用。

胃内的酸性环境有利于铁剂离解，促进铁剂吸收。

（6）甲氰咪胍、丙谷胺、胃复安等抑制胃酸的药物，能降低胃内的酸度，也不宜同用。

（7）抗生素如四环素、土霉素、金霉素、强力霉素等，能与铁剂形成极难溶解的络合物而发生沉淀，使铁剂和抗生素都不能被吸收，还会增加对胃肠道的刺激性，不宜合用。

（8）金属解毒药二巯基丙醇，与铁剂结合会产生有毒性的络合物，故一旦小儿误服过量铁剂时，不宜用二巯基丙醇解毒。

防治缺铁首先要提倡母乳育婴补充含铁强化食品和副食品口服铁剂使用铁制炊具锌的功能：(1)维持机体的生长发育，人体有许多酶的辅基或是酶的激活剂。

目前，已知锌对20多种酶的活性有关当锌缺乏时会影响到酶的活性，进而影响整个机体的代谢。

(2)维持正常的味觉功能及食欲。

在人体内有一种含锌蛋白质—味觉素，它是口腔黏膜细胞的正常结构和功能的物质基础。

锌对味蕾细胞的再生起重要作用，如锌缺乏时，口腔粘膜细胞容易脱落，脱落的细胞又会阻塞味蕾小孔，使味蕾细胞不能感觉刺激，以至味觉不良，进而导致食欲下降。

(3)维持维生素A正常的代谢功能及对黑暗环境适应的能力、锌与视黄醇脱氢醇的活性有关，缺锌时该醇活性下降，使视黄醇不能氧化成视黄醛，而视黄醛是构成感受弱光物质的成分，故影响暗适应功能。

(4)促进正常成长发育，锌可维持睾丸和前列腺的正常生理功能。

缺锌使睾丸发育不良，前列腺功能下降，使第二性征发育不良并造成性腺成熟障碍。

锌与疾病：(1) 缺锌性侏儒症(2)厌食症与异食癖(3)缺锌与智力低下(4)缺锌与第二性征出现较晚和男性不育症(5)肠原性肢体皮炎(6)缺锌时伤口不易愈合。

缺锌的原因：(1)食物因素(2)药物因素(3)遗传因素(4)机体状态及锌的贮藏量因素。

锌含量丰富的食物有：肉类、蛋类、牡蛎、蟹、花生仁、核桃、杏仁、马铃薯等地方性甲状腺肿的原因：1、影响消化道对碘的吸收，许多地甲病区，饮水中钙高，但头发中钙却低于正常人，可能两者存在拮抗作用。

2、影响甲状腺对碘的浓度：同碘类似的单价阴离子存在：SCN- 、F-、Br-等。

影响甲状腺激素的合成硫脲类物质。

如：硫氧嘧啶类（6元环）、他巴唑（对硫代环烯，5元环）、甲亢平（对硫代简酯代环烯,5元环）和硫尿((NH2)2CS)，这些物质可能在服用某些药物时带来。

3、影响甲状腺激素的分泌: 金属锂可用来治疗痛风、精神病和甲状腺肿，但锂使甲状腺激素分泌减少甲状腺机能调节系统。

甲状腺肿的危害：1.地方性呆小症(克汀病) 又称地方性克汀病，简称“地克病”，多发生在甲状腺肿流行地区。

严重者早产、死胎和先天畸形、甲状腺肿、呆、小、聋、哑、瘫、甲低、体格和智力落后。

2.地方性甲状腺肿(粗脖病)简称“地甲肿”，这是一种世界性流行最广泛的地方病。

预防和根治：目前全国推广加碘盐就是防止碘缺乏的一种有效措施，而且世世代代坚持下去。

我对预防和根治地方甲状腺肿：1.使用加碘盐2.保证正常人的碘摄入量3.改善水源4.食用含碘丰富的海产品如海带、紫菜、海鱼、鲜带鱼、海参、海蜇、龙虾，富碘蛋、牡蛎等。

铜的功能：(1)对铁的利用有重要的作用，铜蓝蛋白最重要的作用是催化低价铁氧化成高价铁，结合成运铁蛋白，供机体利用。

(2)有助于形成皮肤的黑色素，氨酸酶是一种含铜酶，存在于人体的黑素细胞中，与线粒体共同作用，形成皮肤的色素。

(3)影响结缔组织和弹性组织的结构，一种铜酶赖氨酸氧化酶是胶原交联时不可缺少的物质，而胶原与结缔组织的形成以及弹性组织有密切的关系。

(4)解毒作用。

另一种铜酶是超氧化物歧化酶，它存在于红细胞，肝脏及脑组织中。

在机体内的超氧化物是催化反应的产物，它对机体具有毒性。

而超氧化物歧化酶可使此物迅速分解，故对机体有解毒作用。

(5)与两种遗传病的代谢紊乱有关，即与卷发综合症和肝粒状核病有关。

铜与疾病：(1)小儿缺铜综合症(2)铜丝样头发综合症”的疾病(3)低血铁—低血铜—低血清蛋白综合症(4)缺铜与白癜风(5)缺铜与少白头。